Não serão consideradas respostas sem justificativas, a questão será ANULADA;
3 cargas estão sobre uma linha reta equidistantes de 1 m . Calcule a força elétrica em cada uma das cargas sabendo que elas tem a mesma carga positiva, 1 mu C.

Passo 1

Ok, vamos lá! Temos um problema de Eletrostática, que é a parte da física que estuda as cargas elétricas em repouso e as forças que elas exercem umas sobre as outras. No nosso caso, temos 3 cargas iguais e positivas, cada uma com , dispostas em uma linha reta com 1 metro de distância entre elas. Nosso objetivo é calcular a força elétrica que cada uma dessas cargas exerce sobre as outras.

Passo 2

Primeiro, vamos usar a Lei de Coulomb, que nos ajuda a calcular a força entre duas cargas elétricas. A fórmula é:
F = ke cdot |q1 cdot q2|d^2
Onde:
  • é a força elétrica,
  • é a constante eletrostática ( ),
  • e são as magnitudes das cargas,
  • é a distância entre elas.

Passo 3

Vamos identificar as posições das cargas na linha reta. Podemos imaginar que a carga do meio está na posição 0, a da esquerda em -1 metro e a da direita em +1 metro.
  • Carga A: posição -1 m
  • Carga B: posição 0 m
  • Carga C: posição +1 m

Passo 4

Agora, vamos calcular as forças que cada carga exerce sobre as outras.
Força na Carga A:
  • Carga A repulsiona a carga B (no centro) e a carga C (do outro lado).
  • A força entre A e B:
FAB = ke cdot qA cdot qBd^2 = 8,988 times 10^9 cdot (1 times 10^-6)^21^2 = 8,988 times 10^3,N
  • A força entre A e C está a 2 metros de distância:
FAC = ke cdot qA cdot qC(2)^2 = 8,988 times 10^9 cdot (1 times 10^-6)^24 = 2,247 times 10^3,N
Como ambas as forças são de repulsão, elas empurram a carga A para longe das outras cargas. A força da carga B empurra A para a esquerda, e a força da carga C também empurra A para a esquerda. Então, as forças se somam:
FA = FAB + FAC = 8,988 times 10^3 + 2,247 times 10^3 = 11,235 times 10^3,N para a esquerda
Força na Carga B:
  • Carga B repulsiona a carga A e a carga C.
  • A força entre B e A:
FBA = FAB = 8,988 times 10^3,N para a direita
  • A força entre B e C:
FBC = FAB = 8,988 times 10^3,N para a esquerda
As forças na carga B são iguais e opostas, então elas se cancelam:
FB = FBA - FBC = 8,988 times 10^3 - 8,988 times 10^3 = 0,N
Força na Carga C:
  • Carga C repulsiona a carga B (no centro) e a carga A (do outro lado).
  • A força entre C e B:
FCB = FAB = 8,988 times 10^3,N para a direita
  • A força entre C e A está a 2 metros de distância:
FCA = FAC = 2,247 times 10^3,N para a direita
Assim, as forças se somam:
FC = FCB + FCA = 8,988 times 10^3 + 2,247 times 10^3 = 11,235 times 10^3,N para a direita

Resposta

A força elétrica em cada uma das cargas é:
  • Carga A: para a esquerda.
  • Carga B: (não há força líquida atuando nela).
  • Carga C: para a direita.

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